Un estudio descubre una toxina vírica que puede agravar la COVID-19 grave

Un nuevo estudio publicado en la revista científica Nature Communications ha revelado cómo una toxina vírica producida por el virus SARS-CoV-2 puede contribuir a las infecciones graves por COVID-19.

La investigación, realizada por investigadores de la Universidad de California en Berkeley (Estados Unidos), muestra cómo una parte de la proteína «pico» del SARS-CoV-2 puede dañar las barreras celulares que recubren el interior de los vasos sanguíneos en órganos del cuerpo como los pulmones, contribuyendo a lo que se conoce como fuga vascular.

Bloquear la actividad de esta proteína podría ayudar a prevenir algunos de los síntomas más mortales del COVID-19, entre ellos el edema pulmonar, que contribuye al síndrome de dificultad respiratoria aguda (SDRA).

«En teoría, al atacar específicamente esta vía, podríamos bloquear la patogénesis que conduce al trastorno vascular y al síndrome de dificultad respiratoria aguda sin necesidad de atacar al virus en sí. A la luz de todas las variantes diferentes que están surgiendo y la dificultad de prevenir la infección de cada una individualmente, podría ser beneficioso centrarse en estos desencadenantes de la patogénesis además de bloquear la infección por completo», ha comentado Scott Biering, autor principal del estudio y becario postdoctoral de la Universidad de California en Berkeley.

Aunque muchos escépticos de las vacunas han avivado los temores sobre los posibles peligros de la proteína pico del SARS-CoV-2 (que es la diana de las vacunas de ARNm COVID-19), los investigadores afirman que su trabajo no aporta pruebas de que la proteína pico pueda causar síntomas en ausencia de infección vírica. En cambio, su estudio sugiere que la proteína de la espiga puede trabajar en tándem con el virus y la propia respuesta inmunitaria del organismo para desencadenar síntomas potencialmente mortales.

Además, recuerdan que la cantidad de proteína de pico que circula en el organismo tras la vacunación está mucho menos concentrada que las cantidades que se han observado en pacientes con COVID-19 grave y que se utilizaron en el estudio.

«La cantidad de proteína que habría en una vacuna nunca podría causar fugas. Además, no hay pruebas de que sea patógena por sí misma. La idea es que es capaz de ayudar e instigar una infección en curso», ha resaltado la autora principal del estudio, Eva Harris.

Al examinar el impacto de la proteína pico del SARS-CoV-2 en células pulmonares y vasculares humanas y en los pulmones de ratones, el equipo de investigación pudo descubrir las vías moleculares que permiten a la proteína pico alterar barreras internas críticas del organismo.

Además de abrir nuevas vías para el tratamiento de la COVID-19 grave, comprender cómo contribuye la proteína spike a la fuga vascular podría arrojar luz sobre la patología que subyace a otras enfermedades infecciosas emergentes.

«Creemos que muchos virus que causan enfermedades graves pueden codificar una toxina vírica. Estas proteínas, independientes de la infección vírica, interactúan con las células barrera y provocan el mal funcionamiento de estas barreras. Esto permite que el virus se disemine, y esa amplificación del virus y la fuga vascular es lo que desencadena la enfermedad grave. Espero que podamos utilizar los principios que hemos aprendido del virus SARS-CoV-2 para encontrar formas de bloquear esta patogénesis, de modo que estemos más preparados cuando se produzca la próxima pandemia», afirma Biering.

CÓMO LA PROTEÍNA DESENCADENA LA FUGA VASCULAR

La fuga vascular se produce cuando las células que recubren los vasos sanguíneos y los capilares se rompen, lo que permite que el plasma y otros fluidos salgan del torrente sanguíneo. Además de causar los daños pulmonares y cardiacos observados en los casos graves de COVID-19, la fuga vascular también puede provocar un choque hipovolémico, la principal causa de muerte por dengue.

Para probar la teoría de que la proteína de la espiga también podría desempeñar un papel, Biering y otros miembros del equipo utilizaron finas capas de células endoteliales y epiteliales humanas para imitar los revestimientos de los vasos sanguíneos del organismo. Descubrieron que la exposición de estas capas celulares a la proteína spike aumentaba su permeabilidad, una característica distintiva de las fugas vasculares.

Utilizando la tecnología de edición genética CRISPR-Cas9, el equipo demostró que este aumento de la permeabilidad se producía incluso en células que no expresaban el receptor ACE2, lo que indicaba que podía ocurrir independientemente de la infección viral.

Además, descubrieron que los ratones expuestos a la proteína de la espiga también presentaban fugas vasculares, a pesar de que los ratones no expresan el receptor ACE2 humano y no pueden infectarse con el SARS-CoV-2.

Por último, con ayuda de la secuenciación del ARN, los investigadores descubrieron que la proteína de la espiga desencadena la fuga vascular a través de una vía de señalización molecular en la que intervienen glicanos, integrinas y el factor de crecimiento transformante beta (TGF-beta). Al bloquear la actividad de las integrinas, el equipo pudo revertir la fuga vascular en ratones.

«Hemos identificado un nuevo mecanismo patogénico del SARS-CoV-2 en el que la proteína de la espiga puede romper las barreras que recubren nuestra vasculatura. El consiguiente aumento de la permeabilidad puede provocar fugas vasculares, como suele observarse en los casos graves de COVID-19, y pudimos recapitular esas manifestaciones de la enfermedad en nuestros modelos de ratón. Fue interesante ver las similitudes y diferencias entre la espiga y la proteína NS1 del virus del dengue. Ambas son capaces de alterar las barreras endoteliales, pero los plazos y las vías del huésped implicadas parecen diferir entre las dos», ha remachado Felix Pahmeier, coautor del estudio.

Aunque el bloqueo de la actividad de las integrinas puede ser una diana prometedora para el tratamiento de la COVID-19 grave, Harris afirma que es necesario seguir trabajando para comprender el papel exacto de esta vía en la progresión de la enfermedad. Aunque el aumento de la permeabilidad vascular puede acelerar la infección y provocar hemorragias internas, también puede ayudar al organismo a combatir el virus al facilitar el acceso de la maquinaria inmunitaria a las células infectadas.